大數據背景下依托擴展ADDIE模型的統計課程案例設計

韓 勝 娟

（華東交通大學經濟管理學院，江西 南昌 330013）

一、引言

伴隨信息技術進步，人類社會的數據總量正以爆炸性態勢激增， 大數據時代已經來臨。大數據的戰略意義不在于掌握龐大的數據信息，在于通過對大數據處理獲取有價值信息，進而為決策服務。統計作為數據處理的一種有效工具，統計學成為經濟管理專業必修的一門學科基礎課。在學以實用的教學目標下，以啟發、互動、開放為特色的案例教學方式成為統計課程教學的首選。（劉照德，2015）然而，當前的統計課程教學案例是在傳統統計分析理念下給出的，與面對大數據的統計分析在統計思維的邏輯順序、對分析軟件的依賴程度以及對數據清洗與探索的偏重方面有著本質的區別。因此，開發大數據統計分析思維方式下的教學案例成為當前統計課程教學改革亟待解決的問題之一。

美國教育學家梅格在1968年就指出教學設計模式在幫助教學設計確立教學方向、建立評鑒目標和為學生指引方向方面發揮著重要作用。ADDIE（Analysis-Design-Development-Implementationevaluation）模型作為一種通用教學設計模型，已被學者廣泛應用于各種類型的課程設計。（卜彩麗，2014；祁卉璇，2016；程平，2018）本文討論依托ADDIE模型的大數據背景統計課程案例的設計。

二、擴展的ADDIE模型

通用ADDIE模型由分析、設計、開發、實施以及評估五個環節組成的既相互獨立，又相互銜接的非線性系統，如圖1所示。

圖1 ADDIE通用模型框架

ADDIE模型抽象出了教學設計的核心要素和關鍵環節，形式簡約，且可操作性和擴展性極強。但不難發現，在通用模型中缺乏底層的支撐系統和上層目標，同時，作為一個運行系統，雖有評估，但沒有明確指出反饋在教學設計中的重要作用。鑒于上述考量，將通用ADDIE模型做必要的擴展，如圖2。

圖2 擴展的ADDIE模型

擴展的ADDIE模型首先增加了教學設計模型的底層支撐系統，強調課程教學設計需要依托現有資源，以提高資源利用效率；其次，增加指導教學設計模式五個核心要素的上層目標，以提升教學設計的針對性并進行有效評估；最后，特別突出反饋環節，使教學設計模型成為螺旋上升的系統，形成循環往復的多階段教學設計優化過程。

整個教學設計模型系統分為資源層面、運行層面和目標層面三個層次，系統的組織走向是依托現有資源，開展教學設計與優化，最終實現上層目標。也可以表述為在上層目標指導下，依托教育教學資源的教學設計與優化。

三、統計課程案例開發流程

基于上述擴展的ADDIE模型，完成統計課程教學案例設計。具體設計流程的規范化表述如下：

（1）上層目標設計

教學設計首先需要明確設計目標，它將指導運行層面各個環節的設計與實施。大數據背景統計課程教學案例開發的最終目標是實現教學案例面向大數據背景的更新，使教學案例符合大數據統計分析的理念，并通過課程教學應用，使學生具備基本的大數據分析能力和素養，滿足大數據時代對經濟管理人才數據分析能力的需要。

（2）分析

“凡事預則立，不預則廢。”要想使設計出的統計課程教學案例取得成功，必須做好事前準備工作。準備工作著重體現在既有條件的充分、準確分析，即對現有資源、案例教學對象等方面的客觀分析。具體表現在三個方面：

第一，教學資源分析。主要是對案例開發的大數據來源、獲取手段和數據類型進行有效分析，為統計教學案例設計奠定基礎。

第二，學習者自身特點分析。主要是對教學案例面向的受眾者進行分析，不同專業背景的學生在基礎知識掌握、案例內容接受程度、知識偏好等方面通常表現出一定的差異性，對學習者的特征分析可以使案例設計更具針對性。

第三，學習需要分析。主要是分析學習者通過案例學習所期望達到的水平。學習期望可大致劃分三個層次：最低層次的學習期望是掌握知識點，獲得學分，是基礎需要；在此之上是培養能力，做到學有所用，屬于中層需要；最高層次的學習期望是實現知識的融會貫通，個人素質獲得質的提升，實現個人發展，是上層需要。教學案例設計應保證滿足基礎需要的同時，重點突出中層需要，并激發學習者進一步探索，滿足上層需要。

（3）設計

為了實現既定的設計目標，根據學習者的自身特點、學習需要以及客觀資源的約束，對統計教學案例的選題、分析框架與分析軟件選擇進行合理設計與安排。

統計教學案例的選題要考慮學生的專業背景，結合當前的熱點研究問題，同時要盡量使選題具有趣味性，以有效調動學習者學習積極性。

對統計課程教學需要傳授的知識點進行梳理分類，根據知識點內容分為數據采集類、數據整理、數據探索與描述分析類、統計推斷類和統計建模類，根據案例所要解決的問題，有針對性的選擇相應知識點，權衡案例所涉及知識點的廣度和深度，分級搭建案例分析框架，以利于培養學生統計思維能力。

案例分析的實現要借助分析軟件，考慮到案例使用對象是經管類本科專業學生，并非專門面向統計學專業學生，剛開始接觸統計，分析軟件要易于掌握。在眾多統計分析軟件中，SPSS操作簡單、分析方法基本全面。案例分析的完成依托SPSS具體實現，以切實提高學生實踐能力。

（4）開發

開發是一個從無到有的過程，即在對相關資料梳理的基礎上，通過創新意識和行為，自主完成大數據背景下的統計課程案例編撰。案例設計過程中要注意體現數據獲取、數據清洗、數據整理與探索、數據分析的完整過程。

（5）實施

實施是結合授課學生的專業，有針對性的重點選擇若干案例，在教學過程中安排時間進行全面深入講解，通過案例對知識點進行鞏固。

（6）評估

統計案例應用于統計課程教學的過程中，與面向的學生及授課教師進行連續溝通，及時發現統計案例中存在的問題，使案例在教學應用中得以檢驗和完善。評估主要從案例涉及知識點的準確性、分析內容的完整性以及應用的便利性三個方面展開。

（7）反饋

及時反饋評估信息，了解統計案例在課程教學應用過程中存在的不足，及時進行修正和完善，提升案例的應用價值。

四、大數據背景的統計案例開發

第一，案例設計前的分析論證。

結合擴展ADDIE模型的上層目標，案例設計最終是要實現最高層次的學習需要，即養成良好的大數據統計分析思維能力，個人素質獲得提升。與學生的溝通發現，大部分學生的學習需要是要學有多用，即統計案例學習有實際的應用價值，表現為一種中層需要。鑒于此，統計案例開發應偏重于大數據統計分析實踐能力的培養。

考慮到學生專業背景的差異，首先開發的統計案例不應該有很強專業知識背景，應具備一定的普適性。結合學校的交通背景特色與當前高速鐵路飛速發展的現實，首先選擇高速鐵路與區域經濟發展為案例開發的主題。

統計案例的開發需要相關數據資料的支撐。高速鐵路與區域經濟發展的案例涉及到兩部分數據，一部分屬于傳統意義上的統計數據——地區經濟相關數據，如地區生產總值、地區旅游業總收入等，另一部分要采集全國各高鐵站點的高鐵運行數據，需從12306網站進行逐個站點相關資料的提取和整理，屬于網絡大數據獲取范疇。

第二，分析問題的設計與開發。

將統計課程教學知識點根據內容分為數據采集類、數據整理、數據探索與描述分析類、統計推斷類和統計建模類，結合案例的數據背景，完成案例分析問題的具體設計。基于高鐵與地區經濟關系的研究主題，將問題分為五個方面：

關于數據采集：需要利用網絡爬蟲數據進行基本數據的獲取，利用基于R語言的爬蟲小程序實現高鐵數據的采集。

關于數據整理：將網絡采集的高鐵運行相關數據在SPSS中進行整理，包括合并、查重、分類匯總、計數、計算等，按照高鐵站點城市提取出有分析價值的統計指標，如高鐵發車趟數、經過趟數、到達趟數等。同步獲取高鐵站點城市的相關經濟指標，將其與高鐵運行的相關指標進行合并，完成數據的初步整理。這是大數據背景統計案例開發的關鍵環節，是將大量零散信息凝練為有分析價值統計指標的關鍵。

關于數據探索與描述：依托高鐵站點的高鐵運行相關統計指標，利用聚類分析對數據進行分類探索，并描述不同類型站點城市的經濟運行情況，為后續的分析指明方向。

關于統計推斷：利用統計推斷技術（如方差分析）分析不同類型高鐵站點城市間經濟運行指標差異的顯著性，推斷高鐵開通前后地區經濟發展水平差異的顯著性等，重點說明各類統計推斷方法能夠解決的問題。

關于統計建模：基于雙重差分模型分析獲得高鐵開通與否對地區經濟影響的模型實證結果，設計引入虛擬變量的高鐵開通對經濟影響的回歸模型等，解釋各類模型所針對的問題、對數據的要求以及分析結果的正確解讀方式，并通過對比加深理解。

第三，案例的應用與修正。

在統計課程相關知識點講解完成后，安排學時進行案例的講解，一方面讓學生通過案例加深對知識點內容的理解，切實感受到相關知識點在具體問題分析中的應用，提高學生分析解決問題的能力，另一方面在教學應用中不斷采集學生案例學習過程遇到的問題，發現統計案例編寫中存在的問題，不斷加以改正和完善，使之能更好適應學生的學習需要。